如图:三个正方形EMBA、ACHN和BFGC(显示为绿色)连接到三角形ABC的三条边,三个正方形LOFE、IMND和GJKH(显示为紫色)连接到三个正方形。已知
如图:三个正方形EMBA、ACHN和BFGC(显示为绿色)连接到三角形ABC的三条边,三个正方形LOFE、IMND和GJKH(显示为紫色)连接到三个正方形。已知平方LOFE面积为2809,平方GJKH面积为2704,平方IMND面积为2601。求三角形ABC的面积
图中的三角形ABC是任意的,是个有趣的娃娃话题。三角形外面有两层正方形。已知最外面正方形的面积,求最里面三角形的面积。
如果你想思考,你可以暂停滚动,思考1分钟,然后继续。
解决方案1(代数方法):
为了表达方便,我们在图上标出了三角形ABC的三个角和三条边。
先把焦点放在三角形MAN上,我们注意到角度MAN=180度-角度A,利用余弦定理可以得到:
,简单来说:
。。。。(公式1)
在三角形ABC中,利用余弦定理,我们可以得到:
。。。。(公式2)
从(公式1)+(公式2):
。。。。(等式3)同样,你可以得到:
。。。。(公式4)
。。。。(公式5)
它由(公式3)+(公式4)+(公式5)获得:
。。。。(公式6)
进而得到:然后得到:
由于我们需要用正弦定理计算面积,所以从等式2计算余弦值:
可得正弦值:获取正弦值:
代数方法很简单,但是计算量有点大。俗话说,没有一次硬算解决不了的问题,否则两次硬算就解决了。
解决方案2(面积法):
让我们放大三角形ABC的局部图。从紫色正方形的面积,很容易得出边长分别是51,52,53。
设图中三个白色三角形的面积分别为S1、S2和S3。
我们有我们有
同样,我们可以计算出S1=S2=S3,等于三角形ABC的面积。
S1、S2、S3合并成一个大三角形,只有三条边分别为51、52和53。
根据海伦的三角形面积公式,可以求出新三角形的面积,进而求出三角形ABC的面积。
这里省略了具体的计算过程,有兴趣的读者可以自行补充。
解决方案3(几何方法):
如果你觉得以上方法都很复杂,或者你没有学过三角函数,我们可以用一个纯几何的方法。
制作辅助线,如下所示:
其中MZ//NZ,BW//CW,可以看出三角形人的面积是四边形MANZ的一半。三角形的面积是四边形BWCA面积的一半。
做两个四边形的高度BA1和AV,通过计算角度,求:
角度ZMA+角度MAN=180=角度MAN+角度BAC,所以角度ZMA=角度BAC。
因此,三角形BAA1与三角形AMV全等,BA1=AV。
四边形MANZ的面积等于四边形BWCA的面积,三角形ABC的面积等于三角形人的面积。
和第二种方法一样,剩下的可以用海伦公式计算。
有兴趣的读者可以自己动手。
你学会了吗?如果你有其他解决方法,也可以在评论区留言。
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